天文學家新發現一系外行星J1407b環系巨大堪稱“超級土星” _系外行星

藝術效果圖：天文學家新發現一系外行星J1407b環系巨大堪稱“超級土星”（配圖）
（報道）據科技日報（常麗君）：荷蘭萊頓天文臺和美國羅徹斯特大學天文學家新發現了一個巨大的環系——他們看見一顆年輕的類日恒星J1407出現了持續幾周的“日蝕” 。按該環系的比例，比土星環系還要大、還要重。研究結果發表在《天體物理學雜志》上。
據物理學家組織網近日報道，根據萊頓天文臺馬修·肯沃西研究小組的最新數據分析，該環系由30個環構成，每個環直徑都有幾千萬公里，環內部還有一些缺口，這表明它可能已經形成了衛星（系外月球）。
“我們看到的光變曲線令人難以置信。日蝕持續了幾個星期，但過幾十分鐘就會迅速變化，這是因為環內部有精細的結構。”肯沃西說， “恒星離我們太遠，很難直接觀察到環系，但我們能根據它的光通過環系時亮度的迅速變化構造出詳細模型。如果用它的行星J1407b的環系代替土星環，要比整個月亮大許多倍，在晚上能很容易看到。”
“行星J1407b比木星或土星要大得多，其環系大約是目前土星環的200倍，你可以把它當成一種超級土星。”論文合著者、羅徹斯特大學物理學與天文學教授埃里克·瑪姆杰克說。環系直徑近1.2億公里，在其“塵埃”中，可能有些和地球質量相當。J1407b軌道周期約為10年，質量還很難確定，最可能的范圍是10到40個木星質量。
瑪姆杰克和同事2012年第一次發現了類日恒星J1407有不尋常的“日蝕”，并提出這是因為它旁邊有一顆年輕的巨行星或褐矮星J1407b，而環繞J1407b的圓盤處于正在形成衛星的時期。在最新研究中，肯沃西小組結合以往研究，用自適光學和多普勒光譜學估計了環狀物的質量，認為J1407旁邊有一個看不見的巨行星“同伴”，其巨大環系不斷遮擋了J1407發出的光。
瑪姆杰克說：“如果你把木星的四大伽利略衛星磨碎成塵埃和冰粉，撒在環木星軌道上，木星環就會變得很不透明。從遠處看，當木星帶著這個環經過太陽前面時，就會形成顏色很深的、持續多天的日蝕。就J1407的情況，我們看到環系持續多天擋住了它95%的光，所以它用來形成衛星的材料是很多的。”
研究人員還發現環系中至少有一個清晰的缺口。“一個明顯的解釋是，它已經形成了一顆衛星，才能造成這種缺口。”肯沃西說，“這個衛星的質量可能介于地球和火星之間，繞J1407b的軌道周期約為兩年。”他們預計，這些環在今后幾百萬年里會變得越來越薄甚至消失，因為環系物質會形成衛星。
“幾十年前就有了關于木星和土星這類行星的理論，認為它們早期都有圓盤環繞，這些圓盤最后形成了衛星。”瑪姆杰克解釋說，“直到2012年我們才發現了證據——以往不曾見過的新型環系，第一次拍下了衛星在幾百萬公里寬的亞星物質中形成的照片。”
【天文學家新發現一系外行星J1407b環系巨大堪稱“超級土星”】研究人員還鼓勵業余愛好者一起監視J1407，幫助探測下次日蝕，確定其周期及“同伴”的質量。同時他們還在搜尋其他尚未發現的環系。肯沃西說，尋找更多J1407這類天體的日蝕“是我們觀察衛星形成早期環境的唯一可行的方法，讓我們能研究孵育衛星的環系盤的理化性質” 。

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